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Horoscopo

Los astrónomos encuentran un planeta como Júpiter, pero no tiene nubes

Published

3 años ago

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¿Te imaginas a Júpiter sin nubes o neblina observables? Esto no es fácil ya que las bandas de nubes latitudinales de Júpiter y su gran mancha roja son características visuales icónicas de nuestro sistema solar. Estas características son causadas por la subida y bajada del gas, principalmente el amoniaco. Después de los anillos de Saturno, las formas nubladas de Júpiter son probablemente la característica más reconocible del sistema solar.

Ahora los astrónomos del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) encontraron un planeta similar en masa a Júpiter, pero con una atmósfera despejada.

Estos planetas son raros y los astrónomos creen que solo alrededor del 7% de los exoplanetas son así. El descubrimiento permite a los científicos estudiar cómo se forman. Sin nubes en el camino, espera una vista más clara.

El equipo de astrónomos detrás de este descubrimiento publicó sus resultados en The Astrophysical Journal Letters. El título es «Evidencia de una atmósfera clara para WASP-62b: el único gigante gaseoso en tránsito conocido en el área de visión continua de JWST. El autor principal del estudio es el estudiante graduado de CfA Munazza Alam.

WASP-62b es el planeta más cercano a WASP-62, una estrella de secuencia principal a casi 600 años luz de la Tierra. 62b es el único planeta del sistema. Es apenas la mitad del tamaño masivo de Júpiter y orbita WASP-62 en aproximadamente 4,5 días. Tiene aproximadamente 1,4 veces el tamaño de Júpiter. Cae directamente en la categoría de Júpiter calientes, con una temperatura promedio de alrededor de 1330 K (1057 C; 1934 F.)

¿Te imaginas a Júpiter sin nubes? Nosotros tampoco podemos. Créditos de imagen: Hubble / NASA / ESA

Las propiedades de temperatura, tamaño y densidad del planeta no son infrecuentes. Lo que es raro es la ausencia de nubes en su atmósfera. Y la atmósfera del exoplaneta es de particular interés para el autor principal, Alam. En un comunicado de prensa, Alam dijo: “Para mi tesis, trabajé en la caracterización de exoplanetas. Tomo planetas descubiertos y los sigo para caracterizar sus atmósferas.

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El nombre WASP proviene de Búsqueda de planetas con gran angular (WASP) Sur. El planeta estaba descubierto por primera vez en 2012 y fue uno de los siete Júpiter calientes encontrados al mismo tiempo.

WASP-62b se descubrió con WASP, pero Alam y sus colegas utilizaron el Hubble para estudiarlo más de cerca. “Admito que al principio no estaba muy emocionado con este planeta”, dijo Alam. «Pero una vez que comencé a mirar los datos, me emocioné».

Usando espectroscopía, observaron de cerca el paso del planeta más allá de su estrella en tres ocasiones, en busca de potasio y sodio. A medida que la luz de las estrellas atravesaba la atmósfera del planeta, identificaron la firma espectroscópica completa del sodio, pero no del potasio. La firma de sodio les dijo que la atmósfera estaba despejada.

«Es una prueba de que vemos una atmósfera clara», dijo Alam.

Una captura de pantalla del WASP-62b de la NASA Ojos en exoplanetas sitio de Internet. Crédito de imagen: NASA

En un intercambio de correo electrónico con Universe Today, Alam explicó los resultados espectroscópicos del equipo y su importancia.

El énfasis en el potasio y el sodio se basa en varios factores. En primer lugar, sus espectros son fácilmente observables con luz óptica. «El sodio y el potasio son dos especies que son fácilmente observables en las observaciones atmosféricas de exoplanetas tomadas en longitudes de onda ópticas, y su presencia o ausencia puede ayudarnos a inferir si hay nubes o nieblas en la atmósfera de un exoplaneta», dijo Alam.

El sodio y el potasio también juegan un papel en las atmósferas de los exoplanetas, aunque los detalles no están claros. “El sodio y el potasio son dos elementos que juegan un papel interesante, pero no bien entendido, en la física atmosférica y la química de los exoplanetas”, explicó Alam. También mencionó que el sodio fue la primera característica de absorción identificada en la atmósfera de un exoplaneta.

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La detección de la firma espectroscópica completa del sodio les dice a los astrónomos que la atmósfera es clara, aunque no hay forma de verla. «Las nubes en la atmósfera de un planeta enmascararán u oscurecerán partes de la línea de absorción», explicó Alam. “En ausencia de nubes, podemos resolver la firma completa de sodio, que tiene forma de tienda con un pico en el corazón de la función de absorción y alas anchas. Para nuestras observaciones de WASP-62b, esta es la segunda vez que observamos la función completa del sodio (es decir, con sus alas lineales) en un exoplaneta y la primera vez que lo hacemos desde el espacio.

Esta figura de estudio muestra datos del espectrógrafo de imágenes del Telescopio Espacial Hubble para WASP-62b y el único otro exoplaneta conocido con una atmósfera clara, WASP-96b. Los dos exoplanetas muestran el "... alas prominentes ensanchadas por la presión de las líneas de Na D a 0.59? señor." Ver el espectro de sodio con alas indica que ambos planetas tienen atmósferas claras. WASP-96b también muestra la presencia de litio y potasio. Crédito de la imagen: Alam et al, 2021.
Esta figura de estudio muestra datos del espectrógrafo de imágenes del Telescopio Espacial Hubble para WASP-62b y el único otro exoplaneta conocido con una atmósfera clara, WASP-96b. Los dos exoplanetas muestran las «… alas prominentes agrandadas por la presión de las líneas de Na D en 0,59 ?señor. Ver el espectro de sodio con alas indica que ambos planetas tienen atmósferas claras. WASP-96b también muestra la presencia de litio y potasio. Crédito de la imagen: Alam et al, 2021.

Pero la firma completa de sodio hace más que decirnos que la atmósfera del exoplaneta está libre de nubes. Puede ayudar a explicar cuánto sodio hay y qué otros elementos hay en la atmósfera.

«Esto no solo nos dice que la atmósfera está despejada, sino que también puede ayudarnos a limitar las abundancias (cantidades) de sodio realmente precisas, así como otros elementos que están presentes en la atmósfera del planeta», dijo. «Estas abundancias son útiles para medir cantidades clave que pueden ayudarnos a rastrear los orígenes y la evolución de este planeta».

Claramente, algo diferente está sucediendo cuando se forma un planeta sin nubes. Dado que hay tan pocos, los astrónomos apenas están comenzando su estudio. El único otro exoplaneta sin nubes que conocemos es el caliente Saturno llamado WASP-96b, encontrado en 2018.

Dependerá del Telescopio Espacial James Webb observar más de cerca la atmósfera de este exoplaneta. Y su cielo despejado hace que la perspectiva sea aún más emocionante. Las capacidades de observación avanzadas de Webb significan que debería poder identificar aún más componentes químicos en la atmósfera de WASP-62b.

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“En preparación para JWST, la identificación de objetivos sin nubes / sin neblina es importante para movilizar los esfuerzos de la comunidad para observar los mejores planetas para un monitoreo atmosférico detallado”.

De «Evidencia de atmósfera clara para WASP-62b: el único gigante gaseoso en tránsito conocido en el área de visión continua de JWST».

Debido a la orientación y posición de JWST en el espacio, tendrá dos pequeñas áreas de visualización continua (CVZ). Están centrados en cada polo de la eclíptica. La fortuna sonríe a Alam y otros científicos en exoplanetas porque WASP-62b está en una de las CVZ de Webb.

El campo de visión de James Webb contiene dos áreas de visión continua, indicadas por óvalos en la imagen. El resto del campo de visión de JWST recorre el cielo con el tiempo. Afortunadamente, WASP-62b está en uno de los CVZ de JWST. Créditos de imagen: NASA / JWST
El campo de visión de James Webb contiene dos áreas de visualización continua, indicadas por óvalos en la imagen. El resto del campo de visión de JWST recorre el cielo con el tiempo. Afortunadamente, WASP-62b está en uno de los CVZ de JWST. Crédito de la imagen: NASA / JWST.

El equipo de investigadores incluso predijo lo que JWST podría encontrar en la atmósfera de 62b. En su artículo, escriben: “Predecimos que las observaciones de JWST de WASP-62b, bajo el programa ERS, pueden detectar de manera concluyente Na (12.1?), H2O (35,6?), FeH (22,5?), SiH (6,3?), NH3 (11,1?), CO (8,1?), CO2 (9,7?) y CH4 (3,6?). También dicen que el JWST puede ofrecer limitaciones precisas sobre la abundancia de productos químicos en la atmósfera.

Como parte de su trabajo, y para ayudar a afirmar los avistamientos de seguimiento con el Webb, el equipo predijo lo que podría encontrar el Webb. Crédito de la imagen: Alam et al, 2021.
Como parte de su trabajo, y para ayudar a afirmar los avistamientos de seguimiento con el Webb, el equipo predijo lo que podría encontrar el Webb. Crédito de la imagen: Alam et al, 2021.

En su conclusión, los autores abogan por las observaciones de seguimiento de WASP-62b con el JWST.

“En preparación para JWST, la identificación de objetivos sin nubes / sin neblina es importante para movilizar los esfuerzos de la comunidad para observar los mejores planetas para un monitoreo atmosférico detallado. Aunque desde entonces se han propuesto objetivos alternativos, WASP-62 es la única estrella en JWST CVZ con un planeta gigante de tránsito conocido que es lo suficientemente brillante para la caracterización atmosférica de alta calidad mediante espectroscopía de tránsito.

Se espera que el telescopio espacial James Webb se lance a fines de octubre de 2021.

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Un vídeo de la NASA muestra lo que pasaría si cayeras en un agujero negro

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1 hora ago

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mayo 7, 2024

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Un vídeo de la NASA muestra lo que pasaría si cayeras en un agujero negro

En un nuevo vídeo directamente de la película. InterestelarLa NASA ha revelado cómo se vería si cayeras en un agujero negro.

La simulación se creó utilizando una supercomputadora de la NASA e imagina lo que una persona podría ver al sumergirse más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro hacia el abismo que se encuentra más allá.

Otra simulación muestra lo que vería una persona que volara sobre un agujero negro, con el espacio pareciendo doblarse y girar a medida que el espectador pasa.

Imagen de una simulación de la NASA que muestra la caída en un agujero negro (principal) y el agujero negro supermasivo visto desde lejos (recuadro). Esta simulación muestra lo que vería una persona que cayera en un agujero negro.

Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA/J. Schnittman y B. Powell

«Simulé dos escenarios diferentes, uno en el que una cámara, un sustituto de un atrevido astronauta, pierde por poco el horizonte de sucesos y retrocede, y el otro, en el que cruza el límite, sellando su destino», dijo el creador de la simulación Jeremy Schnittman. dijo en un comunicado un astrofísico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Los agujeros negros son objetos que tienen una atracción gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Hay varios tipos, incluidos los agujeros negros estelares (formados por el colapso de estrellas individuales) y los agujeros negros supermasivos (que se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea). Cada agujero negro tiene un horizonte de sucesos, que es el límite alrededor de un agujero negro más allá del cual ninguna luz u otra radiación puede escapar.

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El agujero negro en la simulación de la NASA es un agujero negro supermasivo, como el del centro de nuestra galaxia, con una masa alrededor de 4,3 millones de veces la de nuestro sol y un horizonte de sucesos de unos 16 millones de kilómetros de diámetro. El brillante anillo de gas que rodea el agujero negro se conoce como disco de acreción y brilla intensamente debido a la gran cantidad de calor generado por la fricción.

La simulación muestra al espectador comenzando a unos 400 millones de kilómetros del agujero negro y cayendo rápidamente hacia él, con el disco de acreción combándose y deformándose a medida que el espectador se acerca.

«Si tienes la opción, querrás caer en un agujero negro supermasivo», dijo Schnittman. «Los agujeros negros de masa estelar, que contienen hasta unas 30 masas solares, tienen horizontes de sucesos mucho más pequeños y fuerzas de marea más fuertes, que pueden destrozar los objetos que se acercan antes de que alcancen el horizonte».

Esto se debe a que la fuerza de gravedad ejercida sobre tu cuerpo sería más fuerte en tus pies que en tu cabeza, estirándote átomo por átomo en un proceso llamado espaguetificación.

«Un agujero negro de masa estelar tiene fuerzas de marea tan extremas fuera de su horizonte de sucesos (un astronauta que cayera con los pies por delante sentiría una gravedad más fuerte en sus pies que en su cabeza) que nuestro astronauta se desgarraría mucho antes de alcanzar el horizonte de sucesos», dijo Ben. Farr, físico de ondas gravitacionales y astrónomo de la Universidad de Oregón, dijo anteriormente Semana de noticias. «Un objeto experimenta fuerzas de marea cuando la fuerza de gravedad que experimenta debido a un objeto masivo es más fuerte en un lado que en el otro».

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Para este agujero negro simulado, el espectador sólo tendría 12,8 segundos antes de ser destruido por la espaguetificación.

La otra simulación muestra a un espectador orbitando cerca del horizonte de sucesos pero sin llegar a cruzarlo. Una persona que se acercara tanto a un agujero negro de este tamaño regresaría 36 minutos más joven que aquellos que se quedaran más lejos, debido a la diferencia en la velocidad del tiempo que pasa cerca de un objeto con tanta gravedad.

«Esta situación puede ser aún más extrema», dijo Schnittman. «Si el agujero negro girara rápidamente, como el que se muestra en la película de 2014 Interestelarregresaría varios años más joven que sus compañeros de barco.

Estas simulaciones se realizaron utilizando la supercomputadora Discover del Centro de Simulación Climática de la NASA y ocupan aproximadamente 10 terabytes de datos.

«La gente suele preguntar sobre esto, y simular estos procesos difíciles de imaginar me ayuda a conectar las matemáticas de la relatividad con las consecuencias del mundo real en el universo real», dijo Schnittman.

¿Tiene algún consejo sobre una historia científica que Semana de noticias ¿debe cubrir? ¿Tiene alguna pregunta sobre los agujeros negros? Háganos saber a través de [email protected].